Investigadores alimentan microprocesador con algas, luz y agua

Los investigadores de la Universidad de Cambridge han logrado un logro impresionante en el campo de la microprocesión. El equipo utilizó una especie de algas muy extendida para alimentar un microprocesador de manera continua durante un año, y lo hicieron con solo luz ambiental y agua. El nuevo sistema podría ser un método confiable y renovable para alimentar dispositivos pequeños.

La investigación se publicó en la revista Energy & Environmental Science.

Alimentando un sistema pequeño con algas

El sistema es comparable en tamaño a una batería AA, y consiste en un tipo de algas no tóxicas conocidas como Synechocystis. Estas algas cosechan energía del sol a través del proceso de fotosíntesis, lo que genera una pequeña corriente eléctrica que interactúa con un electrodo de aluminio. Esto es lo que permite que las algas alimenten un microprocesador.

El sistema se construye con materiales baratos y en su mayoría reciclables, lo que significa que se puede replicar cientos de miles de veces y alimentar muchos dispositivos pequeños dentro de Internet de las cosas (IoT). Según el equipo, este sistema se podría utilizar en situaciones fuera de la red o en lugares remotos, aprovechando las pequeñas cantidades de energía.

El profesor Christopher Howe, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, es el autor principal del artículo.

“La creciente Internet de las cosas necesita cada vez más energía, y creemos que esto tendrá que provenir de sistemas que puedan generar energía, en lugar de simplemente almacenarla como las baterías”, dijo el profesor Howe. “Nuestro dispositivo fotosintético no se agota como una batería porque utiliza continuamente la luz como fuente de energía”.

Construyendo y probando el sistema

El experimento realizado por el equipo utilizó el dispositivo para alimentar un Arm Cortex M0+, un microprocesador que se utiliza comúnmente en dispositivos de IoT. Funcionando en un entorno doméstico y en condiciones semi al aire libre bajo luz natural y fluctuaciones de temperatura asociadas, los investigadores pudieron obtener resultados sólidos después de seis meses de producción de energía continua.

El Dr. Paolo Bombelli, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, es el autor principal del artículo.

“Estuvimos impresionados por la forma en que el sistema funcionó de manera consistente durante un largo período de tiempo: pensamos que podría detenerse después de unas semanas, pero siguió funcionando”, dijo el Dr. Bombelli.

El tipo específico de algas utilizado para el sistema no requiere alimentación, ya que crea su propio alimento a través de la fotosíntesis. Aunque la fotosíntesis requiere luz, el dispositivo es capaz de producir energía durante períodos de oscuridad. Según el equipo, esto podría deberse a que las algas procesan parte de su alimento en condiciones de no luz, lo que les permite seguir generando una corriente eléctrica.

Dado que alimentar trillones de dispositivos de IoT con baterías de iones de litio es muy poco práctico, y los dispositivos fotovoltaicos tradicionales se fabrican utilizando materiales peligrosos que dañan el medio ambiente, el nuevo desarrollo podría tener grandes implicaciones para el campo.

La investigación fue una colaboración entre la universidad y Arm, que es una empresa líder en el diseño de microprocesadores. Arm Research se encargó de desarrollar el chip de prueba Arm Cortex M0+, construir la placa y configurar la interfaz de nube de recopilación de datos en los experimentos.